DE102012112389A1 - Elektrische Baugruppe zur Montage auf einer Hutschiene - Google Patents
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Abstract
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Baugruppe zur Montage auf einer Hutschiene.
- Elektrische Bauteile in elektrische Baugruppen und Funktionsbaugruppen, wie z.B. Stromversorgungseinheiten, werden auf gedruckten Leiterkarten oder sogenannten Printed Circuit Boards (PCB) aufgebaut. An ihnen sind die einzelnen Bauteile der elektrischen Baugruppe und Funktionsbaugruppe mechanisch befestigt und elektrisch leitend miteinander verbunden. Die gedruckten Leiterkarten oder PCB weisen Phenolharz und Papier, Epoxidharz und Papier oder Epoxidharz und Glasfasergewebe als Trägermaterial auf, auf dem elektrische Leiterbahnen, z.B. in Form einer Kupferbeschichtung mit einer Schichtdicke von einigen µm, aufgebracht sind. Das Trägermaterial ist elektrisch isolierend, weist aber eine begrenzte thermische Leitfähigkeit auf. Daher muss die von den elektrischen Bauteilen erzeugte Wärmeenergie durch zusätzliche Kühlkörper an die Umgebung abgeführt werden. Diese zusätzlichen Kühlkörper erfordern einen zusätzlichen Montageschritt und nehmen Bauraum in Anspruch.
- Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine elektrische Baugruppe bereitzustellen, die einfacher zu Montieren und weniger Bauraum in Anspruch nimmt.
- Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand mit den Merkmalen nach dem unabhängigen Anspruch gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung und der Zeichnungen.
- Die vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass eine elektrisch isolierte Metallplatte aufgrund ihrer Wärmeleitfähigkeit einen Verzicht auf zusätzliche Kühlkörper erlaubt.
- Gemäß einem ersten Aspekt wird die Aufgabe durch eine elektrische Baugruppe zur Montage auf einer Hutschiene gelöst, mit:
- – einer elektrischen Stromversorgungskomponente;
- – einem mehrschichtigen Träger, umfassend eine Metallplatte, eine Leiterbahnschicht zur elektrischen Kontaktierung der elektrischen Stromversorgungskomponente und eine elektrische Isolationsschicht, welche zwischen der Metallplatte und der Leiterbahnschicht angeordnet ist; wobei
- – die elektrische Stromversorgungskomponente mit der Metallplatte wärmeleitend verbunden ist, um Wärmeenergie von der elektrischen Stromversorgungskomponente abzuführen.
- Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass durch die gute Wärmeleitfähigkeit der Metallplatte die von der Stromversorgungskomponente, wie. z.B. elektrische Bauteile eines Schaltnetzteils, erzeugte Wärmeenergie gut abgeführt wird, so dass auf zusätzliche Kühlkörper verzichtet werden kann. Somit ist keine Montage von zusätzlichen Kühlkörpern mehr nötig und der Bauraumbedarf für die elektrische Baugruppe ist reduziert.
- In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Metallplatte oder die Leiterbahnschicht aus zumindest einem der folgenden Materialien gebildet ist: Aluminium, Kupfer, Aluminium enthaltende Legierung, Kupfer enthaltende Legierung. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass die Metallplatte aus leicht zu verarbeitenden Materialien mit guter thermischer Leitfähigkeit gefertigt wird. Dies verbessert die Kühlwirkung der Metallplatte und erlaubt zugleich, sie einfach zu fertigen.
- In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Leiterbahnschicht durch elektrische Leiterbahnen gebildet. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass die Stromversorgungskomponente, z.B. elektrische Bauteile eines Schaltnetzteils, der elektrischen Baugruppe auf einfache Art und Weise elektrisch leitend miteinander verbunden sind.
- In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die elektrische Isolationsschicht eine thermisch leitende Dielektrikumsschicht. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass durch die thermisch leitende Dielektrikumsschicht von der Stromversorgungskomponente, z.B. elektrische Bauteile eines Schaltnetzteils, erzeugte Wärmeenergie zu der Metallplatte abgeführt werden kann. Dies steigert die Kühlwirkung nochmals.
- In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Metallplatte als Schirm für ein von der elektrischen Stromversorgungskomponente abstrahlbares elektromagnetisches Wechselfeld vorgesehen. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass die Metallplatte neben der Kühlfunktion eine weitere, zusätzliche Funktion aufweist. Sie dient neben der Kühlung auch der Abschirmung von elektromagnetischen Wechselfeldern, die von der Stromversorgungskomponente der elektrischen Baugruppe emittiert werden. Somit kann die elektrische Baugruppe auch in einem EMV-sensitiven Umfeld eingesetzt werden.
- In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Metallplatte zur Abschirmung elektromagnetischer Wechselfelder mit einer Frequenz von bis zu 30 MHz ausgebildet. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass besonders die Frequenzen elektromagnetischer Wechselfelder abgeschirmt werden, die bei Betrieb von der Stromversorgungskomponente, der elektrischen Baugruppe auftreten, insbesondere wenn die elektrische Baugruppe als Schaltnetzteil ausgebildet ist.
- In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Metallplatte vollflächig ausgebildet ist. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass die Abschirmung elektromagnetischer Wechselfelder nochmals verbessert wird.
- In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Metallplatte mit einem Referenzpotential, insbesondere mit einem Massepotential, verbindbar. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass die durch die elektromagnetischen Wechselfelder induzierten elektrischen Spannungen abgeleitet werden können, was die Abschirmung elektromagnetischer Wechselfelder weiter verbessert.
- In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die elektrische Stromversorgungskomponente ein Schaltnetzteil. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass eine besonders einfach zu fertigende elektrische Baugruppe in Form eines Schaltnetzteils mit geringem Bauraumbedarf bereitgestellt wird, die ferner aufgrund der Abschirmwirkung der Metallplatte gegenüber elektromagnetischen Wellenfeldern sich für den Einsatz in EMV-sensitiven Umgebungen eignet.
- In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst die elektrische Baugruppe ferner ein Gehäuse, das vorgesehen ist, den mehrschichtigen Träger und die elektrische Stromversorgungskomponente zu hausen, wobei ein Gehäuseabschnitt des Gehäuses mit der Metallplatte wärmeleitend verbunden ist. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass die elektrische Baugruppe geschützt, z.B. gegen Feuchtigkeit und Staub, in einem Gehäuse untergebracht ist und zugleich durch die wärmeleitende Verbindung der Metallplatte mit dem Gehäuseabschnitt Wärmeenergie, die von der Stromversorgungskomponente, z.B. elektrischen Bauteilen eines Schaltnetzteil, erzeugt wird, aus dem Gehäuse in die Umgebung abgeführt wird, so dass es zu keiner Überhitzung innerhalb des Gehäuses kommt.
- In einer vorteilhaften Ausführungsform ist der mehrschichtige Träger ein Copper-Clad-Träger. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass die elektrische Baugruppe unter Verwendung von Copper-Clad Material leicht zu fertigen ist und zugleich durch den Kupferanteil des Copper-Clad Materials eine besonders gute Wärmeleitfähigkeit und damit Kühlwirkung aufweist.
- Gemäß einem zweiten Aspekt wird die Aufgabe durch die Verwendung von Copper Clad Material als gedruckte Leiterkarte in einer elektrischen Baugruppe gelöst. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass durch die gute Wärmeleitfähigkeit von Copper Clad Material Wärmeenergie gut abgeführt wird, so dass auf zusätzliche Kühlkörper verzichtet werden kann. Somit ist keine Montage von zusätzlichen Kühlkörpern mehr nötig und der Bauraumbedarf für die elektrische Baugruppe ist reduziert.
- Weitere Ausführungsbeispiele werden Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
-
1 eine perspektivische Ansicht einer elektrischen Baugruppe; -
2 eine perspektivische Ansicht eines mehrschichtigen Trägers mit einer Stromversorgungskomponente; -
3 eine weitere perspektivische Ansicht eines mehrschichtigen Trägers mit einer Stromversorgungskomponente; und -
4 eine Schnittdarstellung eines Kühlkörpers; -
5 eine Schnittdarstellung eines weiteren Kühlkörpers; und -
6 eine Schnittdarstellung eines weiteren Kühlkörpers mit einer elektrischen Baugruppe. -
1 zeigt ein Schaltnetzteil als Ausführungsbeispiel für eine elektrische Baugruppe100 . Die elektrische Baugruppe100 weist ein Gehäuse102 auf, das im vorliegenden Ausführungsbeispiel an seiner Rückseite104 eine Rasteinrichtung106 aufweist, mit der es auf einer Hutschiene108 verrastet ist. -
2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Stromversorgungskomponente200 der elektrischen Baugruppe100 . Die Stromversorgungskomponente200 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Schaltnetzteil202 ausgebildet. - Die Stromversorgungskomponente
200 umfasst im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Mehrzahl von elektrischen Bauteilen204 , die auf einen im vorliegenden Ausführungsbeispiel mehrschichtigen Träger206 angeordnet und entsprechend verschaltet sind. Der mehrschichtige Träger weist eine Oberseite208 auf, auf der elektrische Bauteile204 angeordnet sind, sowie eine der Oberseite208 gegenüberliegende Unterseite auf, die wie später noch erläutert wird, als Gegenkontaktfläche210 ausgebildet ist. -
3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines mehrschichtigen Trägers206 für das Schaltnetzteil202 . Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der mehrschichtige Träger206 ein Copper-Clad-Träger. - Der mehrschichtige Träger
206 weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Metallplatte300 , eine Leiterbahnschicht302 zur elektrischen Kontaktierung von elektrischen Bauteilen204 der elektrischen Stromversorgungskomponente200 bzw. des Schaltnetzteils202 und eine elektrische Isolationsschicht304 auf, welche zwischen der Metallplatte300 und der Leiterbahnschicht302 angeordnet ist. - Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Metallplatte
300 aus Aluminium oder Kupfer, oder aus einer Legierung gebildet, die Aluminium oder Kupfer enthält. Ferner schirmt im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Metallplatte300 elektromagnetische Wechselfelder ab, die bei Betrieb des Schaltnetzteils202 von den elektrischen Bauteilen204 abgestrahlt werden. Hierzu ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Metallplatte300 vollflächig ausgebildet, d.h. sie weist keine Bohrungen oder Durchbrüche auf, die sich durch ihre Dicke erstrecken. Um einen Einsatz des Schaltnetzteils202 auch in einem EMV-sensitiven Umfeld zu ermöglichen ist die Metallplatte300 zur Abschirmung elektromagnetischer Wechselfelder mit einer Frequenz von bis zu 30 MHz ausgebildet ist, da elektromagnetische Wechselfelder mit derartigen Frequenzen beim Betrieb des Schaltnetzteils202 auftreten können. - Die Leiterbahnschicht
302 bildet Leiterbahnen308 , die der elektrischen Kontaktierung von elektrischen Bauteilen204 dienen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Leiterbahnschicht302 aus Aluminium oder Kupfer, oder aus einer Legierung gebildet, die Aluminium oder Kupfer enthält. - Die elektrische Isolationsschicht
304 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine thermisch leitende Dielektrikumsschicht. So wird eine gut wärmeleitende Verbindung zwischen den elektrischen Bauteilen204 und der Metallplatte300 gebildet, um Wärmeenergie von der elektrischen Stromversorgungskomponente200 abzuführen. -
4 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen Kühlkörper400 zur Kühlung der Stromversorgungskomponente200 . Der Kühlkörper400 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Gehäuseabschnitt410 eines Gehäuses408 zur Hausung der Stromversorgungskomponente200 ausgebildet, und kann mit einem weiteren Teilgehäuse (nicht dargestellt), das als Deckel ausgebildet ist, verschlossen werden. - Der Kühlkörper
400 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel einstückig und materialeinheitlich aus faserverstärktem Kunststoff gefertigt, wobei dem Kunststoffmaterial ferner im vorliegenden Ausführungsbeispiel Glasfasern, Keramiken, Oxide, keramische Oxide, Metalloxide hinzugefügt wurden, um die Wärmeleitfähigkeit weiter zu steigern und damit die Kühlwirkung des Kühlkörpers400 zu optimieren. - Der Kühlkörper
400 weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel zwei seitliche Begrenzungen402 auf, die, wie noch später beschrieben wird, der Positionierung einer Stromversorgungskomponente200 dienen. Ferner weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Kühlkörper400 eine Kontaktfläche404 auf, die in wärmeleitendem Kontakt mit einer der Gegenkontaktfläche210 des Trägers206 der Stromversorgungskomponente200 gebracht werden kann, um die Stromversorgungskomponente200 zu entwärmen und dadurch zu kühlen. - Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Kontaktfläche
404 als elastisch verformbarer Abschnitt406 des Kühlkörpers400 ausgebildet. Der elastisch verformbare Abschnitt406 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel händisch verformbar ausgebildet. Es ist somit eine Verformung ohne Werkzeug- oder Maschineneinsatz möglich. Im Ausgangszustand, wie in4 dargestellt, ist die Kontaktfläche404 konvex gekrümmt ausgebildet. Nach der Montage, also im montierten Zustand, ist die Kontaktfläche404 im vorliegenden Ausführungsbeispiel im Vergleich zum Ausgangszustand in einem Flächenabschnitt durch elastische Verformung abgeflacht, wie noch später erläutert wird. -
5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen Kühlkörper400 zur Kühlung der Stromversorgungskomponente200 . - Der in
5 dargestellte Kühlkörper400 weist den gleichen Aufbau wie der in4 dargestellte Kühlkörper400 auf, bis auf den Unterschied, dass der Kühlkörper400 gemäß der5 eine Aufnahme500 für die Stromversorgungskomponente200 aufweist. - Die Aufnahme
500 umfasst im vorliegenden Ausführungsbeispiel je eine an die beiden Begrenzungen402 angeformte Halteschiene502 auf, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel die gleiche Erstreckungsrichtung wie die Begrenzungen402 aufweisen. Die Halteschienen502 sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel wie die Begrenzungen402 aus dem gleichen Material wie die Begrenzungen402 gefertigt. Somit ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Kühlkörper400 mit den Begrenzungen402 und den Halteschienen502 einstückig und materialeinheitlich aus faserverstärktem Kunststoff gefertigt, dem im vorliegenden Ausführungsbeispiel Keramiken, Oxide, keramische Oxide, Metalloxide hinzugefügt wurden, um die Wärmeleitfähigkeit weiter zu steigern. - Die
5 zeigt ferner, dass der Kühlkörper500 mit der Stromversorgungskomponente200 verbunden wurde. - Die Kontaktfläche
404 steht mit einem Flächenabschnitt504 in unmittelbarem Kontakt mit der Gegenkontaktfläche210 des Trägers206 . So kann Wärmeenergie von elektrischen Bauteilen204 durch den Träger206 zu dem Kühlkörper400 abgeführt werden. Zu erkennen ist ferner, dass der Kühlkörper400 in geringerem Umfang konvex gekrümmt ist. So wird ein Flächenanteil504 der Kontaktfläche404 , der mit der Gegenkontaktfläche210 durch die Montage des Kühlkörpers400 in Kontakt gebracht wird, vergrößert und so die wärmeleitfähige Verbindung zwischen dem Kühlkörper400 und der Stromversorgungskomponente200 verbessert. Dabei wird während der Montage der Kühlkörper400 mit seiner Kontaktfläche404 auf die Gegenkontaktfläche210 gedrückt. - Die beiden Halteschienen
502 stehen im vorliegenden Ausführungsbeispiel in Kontakt mit Randabschnitten506 des Trägers206 . Somit umgreifen die Halteschienen502 den Träger206 im vorliegenden Ausführungsbeispiel u-förmig. Durch diesen Kontakt der Randabschnitte506 mit den Halteschienen502 wird der elastische Abschnitt406 so verformt, dass der elastisch verformbare Abschnitt406 abgeflacht ist und in flächigem Kontakt mit der Gegenkontaktfläche210 steht. -
6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen Kühlkörper400 zur Kühlung der Stromversorgungskomponente200 . - Der in
6 dargestellte Kühlkörper200 weist den gleichen Aufbau wie der in5 dargestellte Kühlkörper400 auf, bis auf den Unterschied, dass die Kontaktfläche404 vollflächig in Kontakt mit der Gegenkontaktfläche210 des Trägers206 steht, so dass der Wärmeübertrag von dem Träger206 auf den Kühlkörper400 maximiert ist. - Ferner weist der in
6 dargestellte Kühlkörper400 eine als Wärmeabstrahlfläche600 ausgebildete Rückseite auf. Hierzu weist die Wärmeabstrahlfläche600 im vorliegenden Ausführungsbeispiel Erhebungen602 auf, die die Oberfläche der Wärmeabstrahlfläche600 vergrößern und so die Entwärmung von elektrischen Bauteile204 verbessert wird. Dabei ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Wärmeabstrahlfläche600 ausgebildet, Wärmeenergie in Form von IR-Strahlung abzugeben. - Hierzu sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Erhebungen
602 so ausgebildet, dass die abgegebene IR-Strahlung nicht wieder auf die Wärmeabstrahlfläche600 trifft. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weisen die Erhebungen602 hierzu Phasen604 mit einem Winkel von 45° zur Ebene der Wärmeabstrahlfläche600 bzw. der Kontaktfläche404 auf, die zwischen Abschnitten606 der Wärmeabstrahlfläche600 angeordnet sind, deren Ebenen parallel zu der Ebene der Wärmeabstrahlfläche600 bzw. der Kontaktfläche404 sind. Dabei sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Abschnitte606 auf unterschiedlichen Höhenniveaus angeordnet. - Zur Montage wird der Kühlkörper
400 soweit verformt, dass der verformbare Abschnitt406 der Kontaktfläche404 einen so geringen Grad an Konvexität aufweist, dass der Träger206 mit seinen Randabschnitten506 problemlos in die Zwischenräume zwischen den Halteschienen502 und der Kontaktfläche404 eingeführt werden kann. In einem nächsten Schritt wird der Träger206 soweit verlagert, bis die Kontaktfläche404 und die Gegenkontaktfläche210 des Trägers206 sich vollständig überdecken, so dass die Kontaktfläche404 vollflächig in Kontakt mit der Gegenkontaktfläche210 des Trägers206 steht und der Wärmeübertrag von dem Träger206 auf den Kühlkörper400 maximiert ist. Somit ist eine einfache Montage ohne zusätzliche Befestigungsmittel möglich. - Alle in Verbindung mit einzelnen Ausführungsformen der Erfindung erläuterten und gezeigten Merkmale können in unterschiedlicher Kombination in dem erfindungsgemäßen Gegenstand vorgesehen sein, um gleichzeitig deren vorteilhafte Wirkungen zu realisieren.
- Der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung ist durch die Ansprüche gegeben und wird durch die in der Beschreibung erläuterten oder den Figuren gezeigten Merkmale nicht beschränkt.
- Bezugszeichenliste
-
- 100
- elektrische Baugruppe
- 102
- Gehäuse
- 104
- Rückseite
- 106
- Rasteinrichtung
- 108
- Hutschiene
- 200
- Stromversorgungskomponente
- 202
- Schaltnetzteil
- 204
- elektrisches Bauteil
- 206
- mehrschichtiger Träger
- 208
- Oberseite
- 210
- Gegenkontaktfläche
- 300
- Metallplatte
- 302
- Leiterbahnschicht
- 304
- elektrische Isolationsschicht
- 308
- Leiterbahn
- 400
- Kühlkörper
- 402
- Begrenzungen
- 404
- Kontaktfläche
- 406
- verformbarer Abschnitt
- 408
- Gehäuse
- 410
- Gehäuseabschnitt
- 500
- Aufnahme
- 502
- Halteschiene
- 504
- Flächenanteil
- 506
- Randabschnitt
- 600
- Wärmeabstrahlfläche
- 602
- Erhebungen
- 604
- Phase
- 606
- Abschnitt
Claims (10)
- Elektrische Baugruppe (
100 ) zur Montage auf einer Hutschiene (108 ), mit: – einer elektrischen Stromversorgungskomponente (200 ); – einem mehrschichtigen Träger (206 ), umfassend eine Metallplatte (300 ), eine Leiterbahnschicht (302 ) zur elektrischen Kontaktierung der elektrischen Stromversorgungskomponente (200 ) und eine elektrische Isolationsschicht (304 ), welche zwischen der Metallplatte (300 ) und der Leiterbahnschicht (302 ) angeordnet ist; wobei – die elektrische Stromversorgungskomponente (200 ) mit der Metallplatte (300 ) wärmeleitend verbunden ist, um Wärmeenergie von der elektrischen Stromversorgungskomponente (200 ) abzuführen. - Elektrische Baugruppe (
100 ) nach Anspruch 1, wobei die Metallplatte (300 ) oder die Leiterbahnschicht (302 ) aus zumindest einem der folgenden Materialien gebildet ist: Aluminium, Kupfer, Aluminium enthaltende Legierung, Kupfer enthaltende Legierung. - Elektrische Baugruppe (
100 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Leiterbahnschicht (302 ) durch elektrische Leiterbahnen (308 ) gebildet ist. - Elektrische Baugruppe (
100 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die elektrische Isolationsschicht (304 ) eine thermisch leitende Dielektrikumsschicht ist. - Elektrische Baugruppe (
100 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Metallplatte (300 ) als Schirm für ein von der elektrischen Stromversorgungskomponente (200 ) abstrahlbares elektromagnetisches Wechselfeld vorgesehen ist. - Elektrische Baugruppe (
100 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Metallplatte (300 ) zur Abschirmung elektromagnetischer Wechselfelder mit einer Frequenz von bis zu 30 MHz ausgebildet ist. - Elektrische Baugruppe (
100 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Metallplatte (300 ) vollflächig ausgebildet ist. - Elektrische Baugruppe (
100 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Metallplatte (300 ) mit einem Referenzpotential, insbesondere mit einem Massepotential, verbindbar ist. - Elektrische Baugruppe (
100 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die elektrische Stromversorgungskomponente (200 ) ein Schaltnetzteil (202 ) ist. - Elektrische Baugruppe (
100 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, welche ferner ein Gehäuse (408 ) umfasst, das vorgesehen ist, den mehrschichtigen Träger (206 ) und die elektrische Stromversorgungskomponente (200 ) zu hausen, wobei ein Gehäuseabschnitt (410 ) des Gehäuse (408 ) mit der Metallplatte (300 ) wärmeleitend verbunden ist.
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Cited By (1)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108649441B (zh) * | 2018-06-11 | 2020-04-24 | 江西鑫晖电力发展有限公司 | 户外配电柜散热系统 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4118198A1 (de) * | 1991-06-03 | 1992-12-10 | Airbus Gmbh | Leitungsausbildung |
DE19516547A1 (de) * | 1995-05-05 | 1996-11-14 | Bosch Gmbh Robert | Leiterplatte mit elektrisch leitender Schicht und Verfahren zur Herstellung einer Leiterplatte |
DE10148623A1 (de) * | 2001-10-02 | 2003-04-24 | Siemens Ag | Vorrichtung und Anordnung zur Befestigung eines Profilteils an einer Tragschiene |
DE10335805A1 (de) * | 2003-08-05 | 2005-03-17 | Schweizer Electronic Ag | Leiterplatte und Verfahren zu ihrer Herstellung |
GB2471497A (en) * | 2009-07-01 | 2011-01-05 | Tdk Lambda Uk Ltd | Double sided multi-layer metal substrate PCB with SMD components mounted to top traces and lead wire components mounted to opposite side for heat dissipation |
DE102010033728A1 (de) * | 2009-10-29 | 2011-05-05 | Abb Ag | Elektrisches Installationseinbaugerät mit zumindest einer Wärme erzeugenden elektrischen Komponente |
Family Cites Families (26)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5403784A (en) * | 1991-09-03 | 1995-04-04 | Microelectronics And Computer Technology Corporation | Process for manufacturing a stacked multiple leadframe semiconductor package using an alignment template |
US5644327A (en) * | 1995-06-07 | 1997-07-01 | David Sarnoff Research Center, Inc. | Tessellated electroluminescent display having a multilayer ceramic substrate |
US5682068A (en) * | 1995-12-07 | 1997-10-28 | Dallas Semiconductor Corp. | Power cap |
DE19748530B9 (de) * | 1997-11-03 | 2004-09-09 | Siemens Ag | Modulares Automatisierungsgerät und Baugruppe eines modularen Automatisierungsgerätes |
ES2304806T3 (es) * | 1998-04-01 | 2008-10-16 | Omron Corporation | Dispositivo electronico, dispositivo de panel y carril de soporte. |
US6166464A (en) * | 1998-08-24 | 2000-12-26 | International Rectifier Corp. | Power module |
DE19859739A1 (de) * | 1998-12-23 | 2000-07-06 | Bosch Gmbh Robert | Kühlvorrichtung, insbesondere zur Verwendung in einem elektronischen Steuergerät |
WO2002039799A1 (es) * | 2000-11-07 | 2002-05-16 | Lear Automotive (Eeds) Spain, S.L. | Circuito híbrido de control de motores eléctricos que emplea la tapa del engranaje reductor como disipador de calor |
US6558181B2 (en) * | 2000-12-29 | 2003-05-06 | Intel Corporation | System and method for package socket with embedded power and ground planes |
US6888235B2 (en) * | 2001-09-26 | 2005-05-03 | Molex Incorporated | Power delivery system for integrated circuits utilizing discrete capacitors |
US20030206399A1 (en) * | 2002-05-03 | 2003-11-06 | Chung Kirby J. | Monolithic electrical system and heat sink assembly |
US6979784B1 (en) * | 2003-10-17 | 2005-12-27 | Advanced Micro Devices, Inc. | Component power interface board |
JP2005174955A (ja) * | 2003-12-05 | 2005-06-30 | Toyota Industries Corp | 半導体モジュール |
JP4311243B2 (ja) * | 2004-03-15 | 2009-08-12 | 株式会社デンソー | 電子機器 |
JP2006020083A (ja) * | 2004-07-01 | 2006-01-19 | Omron Corp | タグ通信用アンテナ、タグ通信装置、タグ通信システム、タグ通信装置のスキャン調整方法、およびスキャン調整プログラム |
US20060097370A1 (en) * | 2004-10-21 | 2006-05-11 | International Business Machines Corporation | Stepped integrated circuit packaging and mounting |
US9104058B2 (en) * | 2005-06-27 | 2015-08-11 | Graftech International Holdings Inc. | Optimized frame system for a liquid crystal display device |
US7521793B2 (en) * | 2005-09-26 | 2009-04-21 | Temic Automotive Of North America, Inc. | Integrated circuit mounting for thermal stress relief useable in a multi-chip module |
US7450387B2 (en) * | 2006-03-02 | 2008-11-11 | Tdk Innoveta Technologies, Inc. | System for cooling electronic components |
WO2007142261A1 (ja) * | 2006-06-06 | 2007-12-13 | Mitsubishi Materials Corporation | パワー素子搭載用基板、その製造方法、パワー素子搭載用ユニット、その製造方法、およびパワーモジュール |
US7808100B2 (en) | 2008-04-21 | 2010-10-05 | Infineon Technologies Ag | Power semiconductor module with pressure element and method for fabricating a power semiconductor module with a pressure element |
US8235549B2 (en) * | 2009-12-09 | 2012-08-07 | Tyco Electronics Corporation | Solid state lighting assembly |
JP5542646B2 (ja) * | 2010-12-24 | 2014-07-09 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | パワーモジュールの製造方法、パワーモジュールの設計方法 |
JP5417314B2 (ja) * | 2010-12-27 | 2014-02-12 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電力変換装置 |
DE102011076273A1 (de) * | 2011-05-23 | 2012-11-29 | Continental Automotive Gmbh | Leiterplatte für elektrische Bauelemente und Leiterplattensystem |
CN103023279B (zh) * | 2011-09-27 | 2015-05-13 | 株式会社京浜 | 半导体控制装置 |
-
2012
- 2012-12-17 DE DE102012112389.6A patent/DE102012112389A1/de active Pending
-
2013
- 2013-11-18 EP EP13794867.5A patent/EP2932804B1/de active Active
- 2013-11-18 WO PCT/EP2013/074087 patent/WO2014095199A1/de active Application Filing
- 2013-11-18 CN CN201380065917.3A patent/CN105165128B/zh active Active
- 2013-11-18 US US14/652,694 patent/US10104762B2/en active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4118198A1 (de) * | 1991-06-03 | 1992-12-10 | Airbus Gmbh | Leitungsausbildung |
DE19516547A1 (de) * | 1995-05-05 | 1996-11-14 | Bosch Gmbh Robert | Leiterplatte mit elektrisch leitender Schicht und Verfahren zur Herstellung einer Leiterplatte |
DE10148623A1 (de) * | 2001-10-02 | 2003-04-24 | Siemens Ag | Vorrichtung und Anordnung zur Befestigung eines Profilteils an einer Tragschiene |
DE10335805A1 (de) * | 2003-08-05 | 2005-03-17 | Schweizer Electronic Ag | Leiterplatte und Verfahren zu ihrer Herstellung |
GB2471497A (en) * | 2009-07-01 | 2011-01-05 | Tdk Lambda Uk Ltd | Double sided multi-layer metal substrate PCB with SMD components mounted to top traces and lead wire components mounted to opposite side for heat dissipation |
DE102010033728A1 (de) * | 2009-10-29 | 2011-05-05 | Abb Ag | Elektrisches Installationseinbaugerät mit zumindest einer Wärme erzeugenden elektrischen Komponente |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102015104044A1 (de) * | 2015-03-18 | 2016-09-22 | R. Stahl Schaltgeräte GmbH | Modulares System |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2932804A1 (de) | 2015-10-21 |
CN105165128A (zh) | 2015-12-16 |
EP2932804B1 (de) | 2022-04-06 |
WO2014095199A1 (de) | 2014-06-26 |
US20150342026A1 (en) | 2015-11-26 |
US10104762B2 (en) | 2018-10-16 |
CN105165128B (zh) | 2019-03-08 |
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